【正文】 ............30 7 減速器 箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ....................................31 8 確定潤滑方式 ..........................................35 9 減速器零件的三維建模 ..................................37 齒輪三維模型 .....................................37 3 軸的三維模型 .....................................38 箱體的三維模型 ...................................39 其他零件三維模型成型 .............................40 軸承的三維模型成型 ..........................40 軸承蓋、油標(biāo)、通氣塞的三維模型 ...............41 10 減速器的運(yùn)動模擬仿真 .................................41 總 結(jié) ..................................................45 致 謝 ..................................................46 參 考 文 獻(xiàn) .............................................48 附錄 A ..................................................49 附錄 B ..................................................51 附錄 C ..................................................42 附錄 D ..................................................43 1 1 緒 論 三維造型軟件概述 AutoCAD 介紹 AutoCAD 是由美國 Autodesk 公 司開發(fā)的通用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，是目前世界上應(yīng)用最廣的機(jī)械設(shè)計(jì)軟 件之一。 本設(shè)計(jì)以 SolidWorks 軟件為主，并結(jié)合 AutoCAD、 CAXA 電子圖板等二維繪圖軟件，設(shè)計(jì)了一個(gè)二級圓柱齒輪減速器，實(shí)現(xiàn)了減速器的三維模型生成，以及由此生成二維工程圖的設(shè)計(jì)思想。目前在減速器的設(shè)計(jì)領(lǐng)域，研究開發(fā)以產(chǎn)品設(shè)計(jì)為目標(biāo)，全過程綜合應(yīng)用 CAD及其相關(guān)的一體化集成技術(shù)已成為必然趨勢。這對于減速器的三維綜合設(shè)計(jì)及模擬仿真，對提高減速器設(shè)計(jì)技術(shù)水平、快速響應(yīng)市場要求有著十分重要的意義。通過該軟件特有的 三維設(shè)計(jì)功能， 檢查、優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)了減速器的運(yùn)動仿真，完成了減速器在計(jì)算機(jī)中的模擬設(shè)計(jì)。隨著時(shí)間的推移和軟件的不斷完善， AutoCAD 已由原來的側(cè)重于二維繪圖技術(shù)為主，發(fā)展到二維、三維繪圖技術(shù)兼?zhèn)洌揖哂芯W(wǎng)上設(shè)計(jì)的多功能 CAD軟件系統(tǒng)。 其中它的線框造型、曲面造型和實(shí)體造型功能還需要不斷的完善。 Solidworks2021 介紹 Solidworks軟件是一個(gè)基于 Windows操作平臺的三維設(shè)計(jì)軟件，它由著名的三維 CAD 軟件開發(fā)商 Solidworks 公司發(fā)布。Solidworks2021 目前已成為市場上擴(kuò)展性最佳的軟 件產(chǎn)品之一，也是唯一一個(gè)集 3D 設(shè)計(jì)、分析、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、多用戶協(xié)作以及注塑件確認(rèn)等功能的軟件。對公司，對個(gè)人，對整個(gè)社會都將帶來巨大的作用。 3） 已知 條件：運(yùn)輸帶卷筒轉(zhuǎn)速 19/minr ，減速箱輸出軸功率 ?馬力。 其傳動方案如 圖 21： 圖 21 傳動 裝置總體設(shè)計(jì)圖 選擇電機(jī) 電機(jī)功率 dP 計(jì)算 查 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》 第 6 頁表 23 可得 ： 1? －帶傳動效率： 2? －每對軸承傳動效率： 3? －圓柱齒輪的傳動效率： 4? －聯(lián)軸器的傳動效率： 5? — 卷筒的傳動效率： ? －電機(jī)至工作機(jī)之間的傳動裝置的總效率： η 2η 3η 5η 4η 1IIIIIIIVPdPw 6 421 2 3 4 5? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? 45wPP??? ? ? PP KW??? 電機(jī)轉(zhuǎn)速和型號 確定 查 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》 第 6 頁表 22：取 V 帶傳動比 i=2～ 4 二級圓柱齒輪減速器傳動比 i=8～ 40 所以電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍是： n 電機(jī) =n 卷筒 i 總 =19（ 2～ 4）（ 8～ 40） =（ 304～ 3040） r/min符合這一范圍的轉(zhuǎn)速有： 750 r/min、 1000 r/min、 1500 r/min、 3000 r/min， 根據(jù)電動機(jī)所需功率和 轉(zhuǎn)速 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》第 119頁表 81 有 4 種適用的電動機(jī)型號，因此有 4 種傳動比方案如下 表 21： 表 21 電動機(jī)型號傳動比方案表 方案 電動機(jī)型號 額定功率 同步轉(zhuǎn)速 （ r/min） 額定轉(zhuǎn)速 （ r/min） 重量 總傳動比 1 Y112M2 4KW 3000 2890 45Kg 2 Y112M4 4KW 1500 1440 43Kg 3 Y132M16 4KW 1000 960 73Kg 4 Y160M18 4KW 50 720 118Kg 綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸、重量、和帶傳動、減速器的 7 傳動比，可見第 3種方案比較合適，因此選用電動機(jī)型號為 Y132M16，其主要參數(shù)如下 表 22： 圖 22 電動機(jī)安裝結(jié)構(gòu)圖 表 22 電動機(jī)型號參數(shù)表 額定功率kW 滿載 轉(zhuǎn)速 同步 轉(zhuǎn)速 質(zhì)量 A D E F G H L AB 4 960 1000 73 216 38 80 10 33 132 515 280 分配傳動比 1） 總傳動比 由 于 選定的電動 機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 mn 和工作機(jī)主動軸轉(zhuǎn)速 為 n，可得傳動裝置總傳動比為 總i ＝ mn /n＝ 960/19＝ 。 1 960 3 1 4 .8 6 / m in3 .0 5mnnri? ? ?帶 1211960 6 8 / m in3 4 .6 3mnni i i? ? ? ???帶 232 1 2960 1 9 .1 / m in3 4 .6 3 3 .5 6mnnnri i i i? ? ? ?? ? ? ?帶 計(jì)算各軸輸入功率 1 0 1 3 .6 7 0 .9 6 3 .5 2dp p k W?? ? ? ? ? 2 1 12 01 12 7 6 9 6 1dp p p k W? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 3 2 23 01 12 23 7 6 9 6 9 6 5dp p p k W? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 4 3 3 4 0 1 1 2 2 3 3 43 . 6 7 0 . 9 6 0 . 9 9 0 . 9 6 0 . 9 9 0 . 9 6 0 . 9 9 0 . 9 9 3 3dp p p kW? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 9 計(jì)算各軸輸入轉(zhuǎn)矩 3 .6 79 5 5 0 9 5 5 0 3 6 .5 .960ddwpT N mn? ? ? ? 1 01 36 .5 3. 05 0. 96 10 6. 9 .dT T i N m?? ? ? ? ? ? ?帶 2 1 1 12 1 01 12 .dT T i T i iNm? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??帶 3 2 2 23 1 2 01 12 233 6 .5 3 .0 5 4 .6 3 3 .5 6 0 .9 6 0 .9 9 0 .9 6 0 .9 9 0 .9 6 1 5 9 1 .5 .dT T i T i i iNm? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?帶 4 3 34 0 1 2 01 12 23 343 6 .5 3 .0 5 4 .6 3 3 .5 6 0 .9 6 0 .9 9 0 .9 6 0 .9 9 0 .9 6 0 .9 9 0 .9 9 3 1 5 7 5 .6 .dT T T i i iNm? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?運(yùn)動和動力參數(shù)結(jié)果如表 23： 表 23 各軸動力參數(shù)表 參數(shù) 軸名 功率 P（ KW） 轉(zhuǎn)矩 T（ N 2） 驗(yàn)算帶速 11 1 2 5 9 6 0 6 .2 8 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0dnV m s?? ??? ? ??? 帶速在 5～ 25 /ms范圍內(nèi)，合適。 4） 驗(yàn)算小帶輪包角 ? 由課本 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》 第 203 頁式 131 得211 8 0 5 7 .3 1 6 3 1 2 0dda? ? ? ? ??? ? ? ? ?。 圖 33 線性圖 6） 求作用在帶輪軸上的壓力 QF 查課本 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》第 193頁表 131 得 m= 2） 許用彎曲應(yīng)力的計(jì)算 查課本 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》 第 146 頁表 105 得： lim 1 550H Mpa? ? lim 2 540H Mpa? ? 。 3） 齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 9 級精度制造，查課本 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》 第 148 頁表 106 得：載荷系數(shù) ? ，取齒寬系數(shù) ?? 計(jì)算中心距：由課本 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》 第 149頁式 1014得： ? ? ? ? ? ?1112 2 533 335 335 9 101 1 179 .4490 HaKTauu???? ????? ? ? ? ??? ??????? 考慮高速級大齒輪與低速級大齒輪相差不大取 210a? ? 則12 2 168aZZ m? ? ? 取 1 29Z? 2 139Z ? 實(shí)際傳動比 139 ? 傳動比誤差： 15 4 .7 9 4 .6 3 1 0 0 % 3 .5 % 5 %4 .6 3? ? ? ?齒寬： 0. 4 21 0 84aba?? ? ? ?取 2 84b? 1 90b? 高速級齒輪： 2 84b? 2 139Z ? 。低速級大齒輪選用 45鋼正火，齒面硬度為 220HBS。 3） 齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 采用 9 級精度制造，查課本 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》 第 148 頁表 106得：載荷系數(shù) ? ，取齒寬系數(shù) ?? 17 4） 計(jì)算中心距 由課本 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》 第 149頁式 1014得： ? ? ? ? ? ?2222 2 333 335 335 470 .3 101 1 241 .3490 HKTauu???? ????? ? ? ? ??? ??????? 取250a? 4m? 則 34 2 125aZZ m? ? ?取 3 27Z? 4 98Z? 計(jì)算傳動比誤差 98 100% % 5%? ? ? ?， 合適 。根據(jù)課本 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》 第 289 頁式 182 得： 1m in133 3 .5 21 0 0 2 2 .43 1 4 .8PdC n? ? ?又因?yàn)檠b小帶輪的電動機(jī)軸徑 38d? ，又因?yàn)楦咚佥S第一段軸徑裝配大帶輪，且? ?1 38d ? ? ?所以查 《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊》第 9 頁表 116取 1 36d? 。選用 6204 軸承。322 75 1 21 1 10 15 .aH HM F l N m?? ? ? ? ? 5） 求 F 在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力 31129 6 1 1 3 2 .8 3 8 4 .37 3 2 1 1F lFFNll ?? ? ??? 21 384 .3 113 151 F F N? ? ? ? ? 6） 求并繪制 F 力產(chǎn)生的彎矩圖 323 11 32 .8 96 10 10 8. 7FM F l N?? ? ? ? ? 圖 53 彎矩圖 （ a） 39。 39。 按 最 不 利 考 慮 ， 則 有2 2 2 21 1 1 1 8 0 0 2 1 9 7 3 8 4 .3 2 7 2 2 .4r v H FF F F F N? ? ? ? ? ? ? 2 2 2 22 2 2 2 2 7 3 7 5 1 1 5 1 7 .1 2 3 1 6 .2r v H FF F F F N? ? ? ? ? ? ? 則 6 6 3 31 0 1 0 1 2 9 . 5 1 0( ) ( ) 6 .